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七年级上册地理数学跨学科主题学习案例设计时差问题
一、跨学科设计背景：
1.在七年级地理上册第一章第三节《地球的自转》，教材内容中涉及“时间的差异”，介绍了时差产生的原因、时区和区时的划分以及时差的计算。这部分内容理性知识贯穿，内容抽象、较难理解，在教学过程中发现学生对地球运动的了解往往停留在表面化，对时差产生的原因还有很多疑问，特别是涉及到时差的计算，缺少相应的数学知识的铺垫，对学生跨学科理解计算能力要求较高。
2.在沪科版七年级上册第一章《有理数》，课后习题中涉及利用正负数意义进行时差计算，学生计算结果大多正确，但对其“所以然”普遍模糊不清，既缺少相关地理知识背景，又对进一步利用数学工具解决时差缺少方法指导。
3.学生在现实生活中，也时常遇到时差问题：如酒店前台的世界各地时间钟表显示；北京时间；国外旅居的跨洋沟通与倒时差问题等。
二、2022版课标要求：
1.结合实例，说出地球自转产生的主要自然现象及其对人们生产生活的影响。
2.通过负数、有理数和实数的认识，帮助学生进一步感悟数是对数量的抽象，体会实数与数轴上的点一一对应的数形结合的意义，会进行实数的运算。能在比较复杂的情境中，提升学生发现问题和提出问题、分析问题和解决问题的能力，以及有逻辑地表达与交流的能力。
三、教学内容：
本课内容选自地理商务星球版七年级上册第一章第三节《地球的自转》和数学沪科版七年级上册P22页习题问题情境。主要内容是地球自转产生的地理现象—时差。地球运动是地理环境形成以及地理环境各要素变化的基础，并影响到人类活动。
四、学情分析：
1.学生对地球运动的了解往往更多的是停留在静止的表面化，对昼夜交替为什么产生，各地的时间为什么不同等等还有很多疑问，特别是对时差的计算还有困难。但学生对这些现象有很大兴趣，而且这些问题和现实生活有着紧密地联系，因此这节课结合学生生活中的实例，探究地球自转引起的世界各地时间的差异，让学生了解时差是如何产生的并掌握简单的时间计算方法，体会时差现象对人们生产生活的影响，树立尊重自然、顺应自然的观念。
2.学生对于用正负数刻画时差意义认识不够，对于时差的计算方法及算理的理解应用欠缺，对于如何利用数学工具解决地理时差问题的跨学科问题解决意识与能力需要点拨与提高。
五、教学目标：
1.了解时差的产生，掌握时差的简单计算方法。
2.结合日常生活中的实例，能够运用时差等地理现象说明地球的自转，树立尊重自然、顺应自然的观念。
3.会从数学视角认识时差问题，进行时差计算。
4.让学生初步形成地理-数学跨学科问题解决意识，初步获得跨学科问题解决活动经验。
六、教学重难点：
1.教学重点：时差产生的原因；时差的计算；结合实例说明时差对人们生产生活的影响。
2.教学难点：跨学科背景下对时差问题的综合认识与探究，初步培养学生跨学科探求时差问题的意识与能力。
七、教学方法：项目式小组学习法、实验演示法。
八、教学过程：
新课导入：
合肥人的一天VS新疆人的一天（时间为北京时间）。
过渡：合肥和乌鲁木齐为什么作息时间完全不同？（时差）我们可以用一张图来解释这种差异。
我们可以看到在同一时刻当合肥处于夜晚时，新疆乌鲁木齐的太阳还没有下山（黄点为合肥；红点为新疆），地球上这种时间的差异，正是由于地球的自转运动造成的。这节课我们就一起来探究一下由于地球自转产生的这种特殊的现象—时差。
任务活动一：时差的产生。
由于地球的自转运动，使得地球上不同的地区时刻不同，下面我们通过实验来观察一下，时差是如何产生的？
在地球仪的赤道上标注A、B两点。用手电筒的光线模拟太阳光照，按地球自转的方向转动地球仪。观察A、B两点，哪一点先迎来黎明的曙光，哪一点先送走黄昏的日落，思考这个演示说明了什么？
总结：由于地球自西向东自转，同纬度地区，位置偏东的地点，要比位置偏西的地点先看到日出，东边的时刻比西边早，即“东早西晚”。这样地球上不同经度的地方，也就出现了时间的差异。
过渡：那地球上的时差如何计算？我们一起来探究一下。
任务活动二：时差的计算。
自主探究完成时差的推算：
读地理课本14页图1-3-5，根据地球自转的周期来推算地球上的时差。
（1）地球每小时转过的角度是_______。
（2）经度每相差15°，时间相差____小时。
（3）同一条经线上的时间_______，而不同经线上的时间_______。
（经度每相差15°，时间相差1小时。同一条经线上时间相同，不同经线上时间不同。每条经线上的时刻叫做地方时）
过渡：地球仪上有无数条经线，说明地球上有无数个时刻，无数个地方时，那该如何把时间统一？
为了使全球时间有一个统一的标准，国际上规定，每隔经度15°划分一个时区，全球共划分24个时区。
找一找：北京、纽约、伦敦分别在哪个时区？
（北京：东八区、伦敦：中时区、纽约：西五区、日本：东九区）
议一议：同学们还记得什么是数学上的数轴吗？
1.数轴的的三要素；原点、正方向和单位长度。
2.数轴的意义；数轴上每一个点表示一个实数，反过来，每个实数都可以用数轴的点来表示。数轴完成了数与形的联系，既有数的量化准确性，又由形的形象直观性。
3.能否将数学上的数轴知识与地理上的时差问题联系起来呢？
引导学生思考；
（1）数轴上的原点可表示地理上的某地时间点；
（2）正方向可表示时间的推移方向，刻画各地时间上的早晚；
（3）单位长度自然可刻画时间的长度间隔；
计算：当伦敦时间为9月10日10点时，北京是几点？纽约是几点？
时间计算：东加西减。
北京时间：北京东八区，伦敦中时区，北京在伦敦东边，时刻更早，东加西减，所以北京时间10+8=18，为9月10日18点；
纽约时间：纽约西五区，伦敦中时区，纽约在伦敦西边，时刻更晚，东加西减，所以纽约时间10-5=5，为9月10日5点。
思考：在合肥（117°E）、乌鲁木齐（87°E）人们的一天作息安排为什么不同？
（合肥时区在东八区、乌鲁木齐时区在东六区，合肥在乌鲁木齐的东边，时间更早，二者相差2个小时）
许多国家为了计时的统一，全国都使用首都所在时区的区时。我们国家统一使用的北京时间，实际上是北京（116°E）所在的东八区的区时。
想一想、画一画：
1.是否结合地理上时差知识，将数学上数轴进行优化变形，使得更适合进行时差计算呢？
2.数轴是一条直线，这不完全符合时差时间的变化规律，因为地球自转，时差就具有了循环往复的周期性，于是我们将数轴改成“圆形”时差数轴，这样对于时差计算就会更直观方便。
问题解决（1）求巴黎与东京的时差；
问题解决（2）巴黎时间8:00时，东京时间是多少？
学生在跨学科背景下再来解决以上问题，将同时具备地理认知和数学数形结合的思想方法，问题解决上更具有系统性与整体性。
任务活动三：时差的影响。
小组讨论交流，生活中发现的时差现象？
世界杯：2022卡塔尔世界杯，精彩的比赛往往在后半夜。
冬奥会：在美国得克萨斯州最大城市休斯敦，许多居民不顾14个小时的时差，当地时间4日早早起床观看北京冬奥会开幕式直播，对开幕式的壮观场景啧啧惊叹。
酒店钟表：酒店前台往往有多个不同国家的钟表时刻。
高考：新疆高考生要倒时差，高考时间是全国统一的，新疆的考生需要用半个月到一个月的时间来倒时差。
如果2024年7月26日你要去法国巴黎观看奥运会开幕式，从合肥出发到达后该如何倒时差？（学生讨论）
1.提前适应：出发前一个星期，尽量调整自己的作息，适应巴黎的时间。
2.避免午睡：出国或回国后白天容易感觉疲劳，可以进行轻度运动或者晒太阳来提高自己的精神状态，并尽量避免午睡。
3.控制饮食：为了保持正常作息，飞机上尽量减少咖啡、浓茶等其他刺激性饮品。
小结：通过今天的学习我们了解了地球自转产生的现象—时差，由于地球自西向东不停的自转，所以地球上不同地区时刻不同，为了方便人们的生活，国际上统一规定了时区，这样就大大减少了时间上的麻烦。时差的存在，会影响人们的作息时间，对生活上造成一定的困扰，我们要学会科学应对时差，减少其对生活的影响。同时我们可以感受到地球运动的奇妙之处，地球的运动不仅会产生时差还会产生一些日常生活中我们常见的现象，比如日月星辰的东升西落，白天和黑夜的交替，四季的变换，地球上五带的划分等等，地球的奥秘还有很多，期待下一次课堂上我们一起继续揭开地球的神秘面纱。
九、课堂实录：
地理老师：今天数学老师到课堂上来不是听课的，而是共同与老师上课，与同学学习的。
生：这样的课堂形式既新奇与陌生，因为新奇，课堂开局效果不错，学生表现出不错的学习兴趣与探究热情。
地理老师：通过出示有关时差的地理问题情境和数学问题情境，引入今天的项目学习主题，我们将从以下三个任务活动展开：时差产生的地理原因；时差的地理、数学认知及计算；通过认识时差对我们生活的影响，帮助我们学以致用，用地理和数学的双重视角，更深入的认识世界，更好的学习、生活。
生：可以灵活选择独立自主探究或小组合作探究，探究时差产生的原因，鼓励学生画图示意、自制学习模型、抽象语言论述等形式不限，让学生感受项目式学习的自主性、目标性及开放性特点。
地理老师：1.实验演示地球自转产生的时差现象；2.组织学生汇报学习结果并及时评价完善，经历操作探究、实验演示、交流讨论、归纳概括等教学活动环节，师生对时差产生原因达成共识。
数学老师：请同学们谈谈对“时差”的数学认识？
生：时差也就是时间的差；
数学老师追问：时间是用数表示的，请同学们回忆数还可以用什么表示呢 差的结果可以是正数、零、负数，这是否对应着时间的早、参考点、晚呢？对于这样的提问，让学生立即过渡到数学视角下的时差探究，为接下来的时差计算做好准备。
数学老师：出示沪科版七年级上册P22习题问题情境；
生：回答以上追问，并画出数轴观察、联系思考：是否可用数轴解决时差计算呢？如何进行时差计算？
生：学生通过观察数轴，很快计算得出答案；
数学老师：请同学们观察所画数轴：原点代表时间参考点，正方向代表时间向前推移，单位长度代表时间长度间隔，但联系时差产生的地理学原因，数轴上的数是否可以无限向左变小，无限向右变大呢？
生：边思考边交流讨论；
地理老师：对于以上问题，加入课堂讨论，并适时点拨学生：因为地球自转具有周期性，所以出现的时差有范围。
生：学生通过观察实验演示与地理老师的讲解分析，对时差有范围的问题有了一定的认知与理解。
数学老师追问：学生们是否可以改造所画的数轴，让新数轴更适合、直观计算时差呢？
生：学生尝试绘制新数轴，独立探究或分小组合作交流；
两位老师：巡视指导，帮助学生完成新数轴绘制；
最后师生共同完成新数轴的绘制，通过出示时差计算问题，引导学生思考新数轴的用法并积极尝试应用所学。
生：演示讲述使用新数轴进行时差计算；
两位老师：补充完善学生讲述，规范表达，概括提炼。
地理老师：请同学们谈谈时差对我们产生的影响？
生：学生思考后，自由表述观点，这里积极引导学生联系回归现实，学以致用，注重理论联系实际，知识解释现实。
两位老师：请同学们回顾本节课内容，谈谈你有哪些新收获？
生：从知识与过程获得、思想与方法获得、情感与体验获得等方面小结本课内容，完成自我知识建构。
十、作业设计：
1.基础过关作业：
小叶在北京饭店看见大堂四个城市的时钟在同一时刻时间不同的原因是（ ）
A.地球自转，各地纬度位置不同
B.地球自转，各地经度位置不同
C.地球公转，各地纬度位置不同
D.地球公转，各地纬度位置不同
1.跨学科融合性作业：
北京与莫斯科的时差为5小时，例如，北京时间14:00，同一时刻的莫斯科时间是9:00，小明和小红分别在北京和莫斯科.
（1）他们相约在各自当地时间9:00-17:00之间选择一个时刻打电话，这个时刻可以是北京时间（ ）
A.10:00 B.12:00
C.15:00 D.18:00
（2）如果现在莫斯科时间是19:00，小红想给在北京的的小明打电话，你认为合适吗
请利用时差数轴，通过数形结合，探究以上问题。
3.综合实践作业：
2024巴黎奥运会之旅
(1)请你收集法国巴黎的相关知识，做好出发前准备。
巴黎的地理位置
巴黎的气候 温带海洋性气候(冬无严寒夏无酷署，全年降水均匀)。
出发前的准备 需要带什么衣物、生活必需品、药品等。
(2)请你根据巴黎奥运会开幕的时间(2024年7月26日)选择合适的航班。
航班号: 出发时间: 到达时间: 结合巴黎的地理位置，想一想出发时间与到达时间之间的关系。
(3)选择合适的酒店，结合酒店房间分布图，选择一个阳光充足、能够看到日落景观的房间
十一、教学评价：
序号 评价维度 学生自我评价等级 教师评语 课堂记录
1 准备与预习情况 A B C
2 课堂参与情况
3 自我学习状态调整
4 知识技能掌握
5 过程方法掌握
6 情感态度领悟
7 跨学科学习情况
8 自我综合评价
十二、教学反思：
1.在“时间的差异”教学过程中，即利用了模拟实验演示，又采用数学推理、计算的方法，多种教学手段实现学生探究方法的多样化。地理与数学知识相结合，打破学生学习盲区，做到知其然知其所以然。利用跨学科教学活动，以地理知识为基础，数学中“数轴”知识作为工具，让学生更好的理解了时区的划分、时差的计算方法，打破学生“时区和区时”知识的学习盲区，实现了地理和数学知识的融会贯通。
2.学科知识提炼于生活，最终应用于生活。教学过程中，对比合肥和乌鲁木齐人们一天的生活作息差异，创设生活化的问题情境引入教学，分别对时差产生的原因—时区的划分—区时的划分及计算—时差产生的影响进行分析、展开教学。通过设置不同类型的作业，根据学生差异发展的个性特点，设计了实践性作业“2024巴黎奥运会之旅”，通过时事热点，设置情境，学生不仅可以自己规划旅行，提升自主解决问题的能力，还可以从时空视角合理分析，解决复杂地理问题，提升学生综合思维和地理实践力等核心素养。
3.学生对于这种跨学科形式的学习，既有新奇感，又有陌生感。用好学生的新奇兴趣点，可以很好地引入课题，逐步培养他们跨学科的学习意识方法；同时对于学生的学习陌生感，要充分做好课堂教学设计，特别是师生交流互动、生生协作学习与师师联动配合，这些都需要很高的课堂的设计、组织驾驭能力，也是向跨学科教学要效果的发力点。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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